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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Bildverarbeitungstechniken zur Erzeugung
von Halbtonzellenbildern zur Herstellung von Drucken mit kontinuierlichem
Ton, wie Fotografien. Insbesondere betrifft diese Erfindung Bildverarbeitungstechniken
zur Einstellung von Rasterwinkeln, die durch Umwandlungstabellen
bestimmt werden, die zur Erzeugung von Halbtonzellenbildern derart
verwendet werden, dass ein Moiré-Effekt abgeschwächt wird.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Als
Bildaufzeichnungsverfahren, das für Farbdrucker, Farbkopierer
und dergleichen verwendet wird, ist eine elektrofotografische Methode
bekannt. Bei einer solchen elektrofotografischen Methode werden
Laserstrahlen zur Bildung latenter Bilder auf einer Fotoleitertrommel
verwendet, die latenten Bilder werden unter Verwendung von geladenem Toner
entwickelt, und die entwickelten Bilder, die mit dem Toner gebildet
wurden, werden auf Übertragungspapier übertragen
und darauf fixiert, wodurch die Bilder aufgezeichnet werden.
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Solche
Farbdrucker und dergleichen zeichnen Farbbilder im Allgemeinen durch
Verwendung von Toner in Cyan (C), Magenta (M), Gelb (Y) und Schwarz
(K) auf. Die jeweiligen Farben, die in Zwischentönen dargestellt werden, werden
mit Hilfe einer subtraktiven Farbmischung gemischt, wodurch Aufzeichnungsbilder
erzeugt werden.
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Als
Zwischentondarstellungsmethode ist eine Dither-Methode bekannt,
in der eine Pseudozwischentondarstellung durch Verwendung einer
binären
Aufzeichnung ausgeführt
wird. Die Dither-Methode ist eine Methode zum Erhalten binärer Daten durch
Umwandlung von Tondaten an jedem Punkt unter Verwendung eines Schwellenwertes,
der sich bei jedem Punkt ändert,
und Punkte in einem Originalbild stehen in einem Eins-zu-Eins-Verhältnis mit Punkten
in einem Aufzeichnungsbild. Eine generelle Möglichkeit, einen Schwellenwert
für jeden
Punkt zu bestimmen, ist die Betrachtung eines Originalbildes als
Satz von Submatrizen und die Bestimmung eines Schwellenwertes nur
entsprechend Koordinateninformationen in der relevanten Submatrix.
Die Submatrizen mit solchen darin befindlichen Schwellenwerten werden
als Dither-Matrizen bezeichnet. Da auf die Dither-Matrizen Bezug genommen
wird, wenn die Tondaten der Originalbilder in die Gradationsdarstellung
der Aufzeichnungsbilder umgewandelt werden, können die Dither-Matrizen als Art
von Umwandlungstabellen von den Originalbildern in die Aufzeichnungsbilder
betrachtet werden.
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Es
gibt auch einige Arten von Umwandlungstabellen, wie die Dither-Matrizen,
wie einen Punktdispersionstyp und einen Punktkonzentrationstyp.
Im Falle des Punktkonzentrationstyps bilden mehrere benachbarte
Punkte eine Halbtonzelle und Zwischentöne werden entsprechend der
Größe dieser Halbtonzelle
dargestellt. In dieser Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden
Aufzeichnungsbilder, deren Zwischentöne mit Halbtonzellen in der
zuvor beschriebenen Weise dargestellt sind als Halbtonzellenbilder
bezeichnet.
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Da
Halbtonzellenbilder durch periodisches Anwenden von Umwandlungstabellen
an Originalbildern erzeugt werden, bestimmen Komponenten (wie eine
Anordnungsart von Schwellenwerten) und die periodische Anwendung
der Umwandlungstabellen eine Halbtonzellenform, Rasterwinkel und
andere Elemente der Halbtonzellenbilder.
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Rasterwinkel
sind eng mit Eigenschaften von Moirés verwandt, die auftreten
können,
wenn Halbtonzellenbilder von mehr als einer Farbe übereinander
gelegt werden. Insbesondere hängt
eine Winkeldifferenz zwischen den Rasterwinkeln mit der Größe des Moirés zusammen,
das auftreten kann. Wenn zum Beispiel Halbtonzellenbilder in drei
Farben übereinander
gelegt werden, ist es möglich,
ein Moiré zu minimieren,
indem Winkeldifferenzen zwischen ihren Rasterwinkeln bei 30° Intervallen
eingestellt werden.
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Wenn
Halbtonzellenbilder in den vier Farben CMYK übereinander gelegt werden,
werden Winkeldifferenzen zwischen Rasterwinkeln benachbarter Farben
unter Cyan, Magenta und Schwarz in 30° Intervallen eingestellt, mit
Ausnahme von Gelb, das die Farbe mit einem geringeren spektralen
Empfindlichkeitsgrad im Vergleich zu den anderen Farben ist und für das menschliche
Auge kaum wahrnehmbar ist. In Bezug auf Gelb wird eine Winkeldifferenz
bei einem Mittelwert zwischen Cyan oder Magenta und Schwarz eingestellt.
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In
Bezug auf Schwarz, das den höchsten spektralen
Empfindlichkeitsgrad aufweist und für Augen leicht wahrnehmbar
ist, wird ein Rasterwinkel bei 45° eingestellt,
was am weitesten von den horizontalen und vertikalen Richtungen
(0° und
90°) entfernt ist,
die Menschen leicht wahrnehmen können.
Dadurch werden die Rasterwinkel von Cyan und Magenta 15° beziehungsweise
75°, die
30° zu dem
Rasterwinkel von 45° von
Schwarz verschoben sind, und der Rasterwinkel von Gelb wird 0°. 10 zeigt
eine Kombination der Rasterwinkel der vier Farben CMYK.
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Wenn
die Rasterwinkel der vier Farben CMYK in der zuvor beschriebenen
Weise eingestellt werden, werden die Winkeldifferenzen zwischen
den drei Farben, ausschließlich
Gelb, bei 30° Intervallen eingestellt
und daher wird das erzeugte Moiré ausreichend klein.
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Da
jedoch die Winkeldifferenz zwischen den Rasterwinkeln von Gelb und
Cyan (oder Magenta) 15° ist,
gibt es ein Problem, dass ein größeres Moiré im Vergleich
zu den anderen Kombinationen erzeugt wird. Tatsächlich wird die Größe des Moirés, das
erzeugt wird, wenn das gelbe Halbtonzellenbild und das cyanfarbige
(magentafarbige) Halbtonzellenbild einander überlappen, nahezu viermal so
groß wie
ein Halbtonzellenabstand in einem Raster.
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Andererseits
sind in der elektrofotografischen Methode, die Laserstrahlen und
dergleichen benutzt, Punkte von Aufzeichnungsbildern fix in eine Hauptabtastrichtung
für abtastende
Laserstrahlen und in eine sekundäre
Abtastrichtung zum Zuführen von Übertragungspapier
angeordnet, und daher ist es unmöglich,
die Punktanordnung der Aufzeichnungsbilder entsprechend den gewünschten
Rasterwinkeln zu drehen. Daher ist eine angewandte Methode zur Bildung
eines Rasterwinkels die Verschiebung der angewandten Positionen
von Umwandlungstabellen oder die Änderung der Werte in den Umwandlungstabellen
entsprechend den angewandten Positionen.
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11 zeigt
zum Beispiel eine Methode zum Bilden eines Rasterwinkels durch Verschieben
der Positionen der Dither-Matrizen 30,
die die Umwandlungstabellen sind. In 11 zeigt
eine gerade Linie 31 eine Rasterrichtung an. In diesem
Beispiel sind die Dither-Matrizen 30 derart angeordnet,
dass sie, jedes Mal wenn sie um vier Punkte in die X-Achsenrichtung
verschoben werden, auch um einen Punkt in die Y-Achsenrichtung verschoben
werden. Daher wird ein Intervall (a, b) (4, 1) und ein Rasterwinkel θ wird gebildet,
um tanθ =
b/a = 1/4 zu erhalten.
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In
der zuvor beschriebenen Methode ist es jedoch unmöglich, irrationale
Tangentenwinkel, wie 15° und
75°, zu
bilden. Der Grund ist, dass die Punktanordnung, wenn sie in einem
Koordinatensystem dargestellt wird, als ein ganzzahliges Koordinatensystem
gebildet ist, und daher werden die obengenannten Werte von a und
b immer ganzzahlige Werte. In Bezug auf den Ausdruck tanθ = b/a wird
der Winkel θ,
bei dem die Werte von a und b beliebige ganzzahlige Werte sind,
als rationaler Tangentenwinkel bezeichnet, während der Winkel θ, der sonst
erhalten wird, als irrationaler Tangentenwinkel bezeichnet wird.
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Folglich
besteht im Falle der vier Farben CMYK, wie in 10 dargestellt,
ein Problem, dass in Bezug auf die Rasterwinkel von Cyan und Magenta,
im Prinzip keine andere Wahl möglich
ist, als rationale Tangentenwinkel zu verwenden, die nahe den Werten
von 15° und
75° sind.
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Es
gibt ein weiteres Problem, dass die Verwendung der rationalen Tangentenwinkel
als Rasterwinkel zu der Erzeugung unbeabsichtigter Muster führt. Dieses
Problem wird durch ein Phänomen
verursacht, bei dem, wenn Halbtonzellenbilder mit rationalen Tangentenwinkeln
als Rasterwinkel übereinander
gelegt werden, Halbtonzellen einander in regelmäßigen Intervallen vollständig überlappen.
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2 zeigt
ein Beispiel der Überlappung
von zwei Halbtonzellenbildern mit rationalen Tangentenwinkeln als
Rasterwinkel, wobei ein erstes Halbtonzellenbild einen Rasterwinkel
von tan-1 1/3 (etwa 18°) hat, und ein zweites Halbtonzellenbild
einen Rasterwinkel von tan-1 3 (etwa 72°) hat. Eine
Halbtonzelle 100 gibt eine Halbtonzelle des ersten Halbtonzellenbildes
an, eine Halbtonzelle 101 gibt eine Halbtonzelle des zweiten
Halbtonzellenbildes an und eine Halbtonzelle 102 gibt eine überlappende
Halbtonzelle der zwei Halbtonzellenbilder an. 12 zeigt,
dass die Halbtonzellen 102 in regelmäßigen Intervallen auftreten.
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Da
dieses Problem abhängig
von gemeinsamen Vielfachen des Nenners und Zählers einer rationalen Tangente
auftreten, kann es nicht vermieden werden, solange die jeweiligen
Rasterwinkel rationale Tangentenwinkel sind. Insbesondere, wenn
Halbtonzellen der vier Farben CMYK einander vollständig überlappen,
gibt es ein Problem, dass sehr auffällige Muster erzeugt werden.
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Daher
ist es die Aufgabe dieser Erfindung, eine Bildverarbeitungstechnik
zur Bildung erwünschter
Rasterwinkel und Winkeldifferenzen, die irrationale Tangentenwinkel
sind, bereitzustellen und zu verhindern, dass Halbtonzellen der
vier Farben CMYK einander in regelmäßigen Intervallen vollständig überlappen.
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Zur
Lösung
der obengenannten Aufgabe werden in einer Bildverarbeitungsmethode
dieser Erfindung Umwandlungstabellen zur Bestimmung eines Entsprechungsverhältnisses
zwischen Bildreproduktionsdaten, einschließlich Entwicklungsflächeninformationen,
und Tondaten in einem Speichermittel gespeichert, und die Umwandlungstabellen
enthalten: mindestens zwei Umwandlungstabellen A und B, in welchen
das Entsprechungsverhältnis
derart bestimmt ist, dass Halbtonzellen in Linien gebildet sind und
Rasterwinkel senkrecht zueinander liegen; und mindestens eine Umwandlungstabelle
C, in welcher das Entsprechungsverhältnis derart bestimmt ist, dass
die Winkeldifferenzen zwischen einem Rasterwinkel, der durch die
Umwandlungstabelle C bestimmt ist, und den Rasterwinkeln, die durch
die zwei Umwandlungstabellen A und B bestimmt sind, irrationale
Tangentenwinkel werden. Dann werden für jede der mehreren Farben
(zum Beispiel für
jede Farbe von CMYK) die Bildreproduktionsdaten an jedem Punkt aus
den Tondaten an jedem Punkt unter Bezugnahme auf eine der Umwandlungstabellen
ermittelt, und eine Entwicklungsfläche an jedem Punkt wird auf
der Basis der Entwicklungsflächeninformationen
bestimmt, die in den Bildreproduktionsdaten an dem Punkt enthalten
sind, wodurch Bilder reproduziert werden.
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Zum
Erreichen der obengenannten Aufgaben umfasst ferner ein Bildprozessor
dieser Erfindung: ein Umwandlungstabellenspeichermittel zum Speichern
mehrerer Umwandlungstabellen zur Bestimmung eines Entsprechungsverhältnisses
zwischen Bildreproduktionsdaten, einschließlich Entwicklungsflächeninformationen,
und Tondaten; ein Halbtonverarbeitungsmittel zum Empfangen der Tondaten
jeweiliger Farben und dann zum Ermitteln der Bildreproduktionsdaten
für jede
Farbe an jedem Punkt durch Bezugnahme auf eine der Umwandlungstabellen;
und eine Bildreproduktionsvorrichtung zum Reproduzieren von Bildern
durch Empfangen der Bildreproduktionsdaten an jedem Punkt für jede Farbe
und durch Bestimmen einer Entwicklungsfläche an dem Punkt auf der Basis
der Entwicklungsflächeninformationen,
die in den Bildreproduktionsdaten enthalten sind. Das Umwandlungstabellenspeichermittel speichert:
mindestens zwei Umwandlungstabellen A und B, in welchen das Entsprechungsverhältnis derart
bestimmt ist, dass Halbtonzellen in Linien gebildet sind und Rasterwinkel
senkrecht zueinander liegen; und mindestens eine Umwandlungstabelle
C, in welcher das Entsprechungsverhältnis derart bestimmt ist,
dass die Winkeldifferenzen zwischen einem Rasterwinkel, der durch
die Umwandlungstabelle C bestimmt ist, und den Rasterwinkeln, die
durch die zwei Umwandlungstabellen A und B bestimmt sind, irrationale
Tangentenwinkel werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Struktur von Ausführungsform 1 dieser Erfindung
zeigt.
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2 zeigt
ein Beispiel einer Indextabelle gemäß dieser Erfindung.
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3 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel von Gamma-Tabellen als Grafiken gemäß dieser
Erfindung zeigt.
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4 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel von Gamma-Tabellen als Grafiken gemäß dieser
Erfindung veranschaulicht.
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5 zeigt
ein Beispiel eines Halbtonzellenbildes, das gemäß dieser Erfindung erzeugt
wird.
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6 zeigt Beispiele einer Indextabelle gemäß dieser
Erfindung.
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7 zeigt
die Entsprechung von Winkeldifferenzen von Rasterwinkeln zu Moiré-Größenverhältnissen.
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8 zeigt das Verhältnis zwischen Rasterwinkeln,
Moiré-Größenverhältnissen,
Moiré-Richtungen
und Moiré-Größenverhältnissen
und Moiré-Richtungen
sekundärer
Moirés.
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9 ist
ein Blockdiagramm, das die Struktur von Ausführungsform 2 gemäß dieser
Erfindung zeigt.
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10 ist
eine Konzeptansicht, die eine Kombination von Rasterwinkeln von
vier Farben, CMYK, zeigt.
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11 beschreibt
ein Verfahren zur Bildung eines Rasterwinkels.
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12 beschreibt
den Zustand, wenn Halbtonzellenbilder einander überlappen.
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen
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Ausführungsform 1
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Ausführungsform
1 dieser Erfindung wird in der Folge unter Bezugnahme auf 1 erklärt. Ein Bildprozessor 1 gemäß Ausführungsform
1 dieser Erfindung besteht aus einem Umwandlungstabellenspeichermittel 10,
einem Halbtonverarbeitungsmittel 11 und einer Bildreproduktionsvorrichtung 12.
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Das
Umwandlungstabellenspeichermittel 10 speichert mehrere
Umwandlungstabellen, wo ein Entsprechungsverhältnis zwischen Bildreproduktionsdaten,
einschließlich
Entwicklungsflächeninformationen,
und Tondaten bestimmt ist. Die Entwicklungsflächeninformationen sind Informationen,
die zur Bestimmung einer Fläche
verwendet werden, wo Toner an jedem Punkt angebracht werden sollte,
das heißt,
einer zu entwickelnden Fläche.
Beispiele für solche
Informationen können
ein Flächenverhältnis zu
dem relevanten Punkt und Impulsbreitendaten enthalten, die für ein Laser
Ansteuerungssignal verwendet werden.
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Die
Bildreproduktionsdaten können
des Weiteren Entwicklungsflächenlokalisierungsinformationen
enthalten. Die Entwicklungsflächenlokalisierungsinformationen
sind die Informationen, die zur Bestimmung einer Stelle verwendet
werden, wo Toner an jedem Punkt angebracht werden sollte, das heißt, die
Informationen, die zur Bestimmung verwendet werden, welche Fläche in dem
Punkt entwickelt werden sollte. Ein Beispiel für solche Informationen können relative
Lokalisierungsinformationen über
die Stellen relativ zu einer Laserabtastrichtung sein, wie die rechte
oder linke Seite eines Punktes.
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Wie
zuvor beschrieben, ist es möglich,
gewünschte
Rasterwinkel zu erhalten, indem die Entwicklungsflächeninformationen
und die Entwicklungsflächenlokalisierungsinformationen
in den Bildreproduktionsdaten enthalten sind. Solche Prinzipien
werden später
beschrieben.
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Eine
Umwandlungstabelle kann zum Beispiel aus mehreren Gamma-Tabellen
zur Bestimmung eines Verhältnisses
zwischen den Tondaten und den Entwicklungsflächeninformationen und einer Indexmatrix
bestehen, in der sich Identifikatoren zum Spezifizieren der Gamma-Tabelle
an ihren entsprechenden Positionen auf der Matrix befinden.
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Die
Entwicklungsflächenlokalisierungsinformationen
können
entsprechend jeder Gamma-Tabelle erstellt sein oder können entsprechend
den relevanten Positionen auf der Indexmatrix erstellt sein.
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2 zeigt
ein Beispiel der Umwandlungstabelle. In diesem Beispiel ist die
Größe der Indexmatrix
12×12.
An den jeweiligen Positionen auf der Matrix sind die folgenden Informationen
angegeben: Identifikatoren (Nummern) der Gamma-Tabellen; und die
Entwicklungsflächenlokalisierungsinformationen (in 2 nicht
dargestellt), das heißt,
an welcher Seite (rechts/links oder oberhalb/unterhalb) des relevanten
Punktes der Toner angebracht werden sollte.
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3 ist
ein Diagramm, das die Gamma-Tabellen als Grafik darstellt. Die horizontale
Achse stellt die Tondaten dar und in dieser Ausführungsform werden 256 Töne verwendet.
Die vertikale Achse stellt ein Verhältnis einer Toneranbringungsfläche dar.
Ein solches Verhältnis
ist "0", wenn der Toner überhaupt nicht
angebracht wird, während
das Verhältnis "255" ist, wenn der Toner über der
gesamten Fläche
des Punktes anzubringen ist.
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Durch
das Umwandlungstabellenspeichermittel 10 werden die Gamma-Tabellen
in der Form einer Tabelle gespeichert, wie in 4 dargestellt
ist, indem jede Grafik in 3 quantifiziert
wird.
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Wie
in 3 dargestellt ist, hat jede Gamma-Tabelle verschiedene
Eigenschaften. Da die Gamma-Tabellen der Identifikatoren 1 bis 6
in einer frühen
Stufe einen plötzlichen
Anstieg zeigen, haben sie solche Eigenschaften, dass Halbtonzellen
schnell in den Punkten gebildet werden, wo solche Gamma-Tabellen
angewendet werden. Da die Gamma-Tabellen
der Identifikatoren 7 bis 12 in einer späteren Stufe einen plötzlichen
Anstieg zeigen, haben sie solche Eigenschaften, dass Halbtonzellen
langsam in den Punkten gebildet werden, wo solche Gamma-Tabellen
angewendet werden.
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Die
Form von Halbtonzellen, wie eine Punktform oder eine Linienform,
Rasterwinkel und andere Einzelheiten werden abhängig von der Zusammenstellung
der Umwandlungstabellen bestimmt, das heißt, wie die Gamma-Tabellen
mit den Eigenschaften einer schnellen oder langsamen Bildung von Halbtonzellen
auf der Indexmatrix angeordnet sind. Die Indexmatrix von 2 und
die Gamma-Tabellen von 3 sind derart zusammengestellt,
dass Halbtonzellen in Linien gebildet werden. 5 zeigt
ein Beispiel eines Halbtonzellenbildes, wo Halbtonzellen derart
gebildet sind.
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Unter
Bezugnahme auf 5 kann durch Betrachtung von
Halbtonzellen in Richtung einer horizontalen Reihe (oder vertikalen
Reihe), zum Beispiel der Halbtonzellen 40, 41, 42 und 43 in
einer horizontalen Reihe, festgestellt werden, dass die Halbtonzellen
jeweils auf verschiedene Weisen gebildet sind (wie viele Punkte
zur Bildung einer Halbtonzelle verwendet werden, und an welchen
Positionen der Punkte die Halbtonzelle gebildet ist). Ein solcher
Zustand, wo die Bildung der Halbtonzellen in eine Richtung einer
horizontalen Reihe oder in eine Richtung einer vertikalen Reihe
unterschiedlich ist, zeigt an, dass die Indexmatrix und die Gamma-Tabellen
so zusammengestellt sind, dass ein Rasterwinkel einer irrationalen
Tangente gebildet wird. Wenn andererseits die Indexmatrix und die
Gamma-Tabellen so zusammengestellt sind, dass sie einen Rasterwinkel
der rationalen Tangente bilden, werden Halbtonzellen in eine Richtung
einer horizontalen Reihe oder in eine Richtung einer vertikalen
Reihe auf dieselbe Weise gebildet.
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Das
Halbtonzellenverarbeitungsmittel 11 empfängt die
Tondaten für
jede Farbe von außen
und wählt
für jede
Farbe eine der mehreren Umwandlungstabellen, die in dem Umwandlungstabellenspeichermittel 10 gespeichert
sind. Es ermittelt dann die Bildreproduktionsdaten an jedem Punkt
auf der Basis der Tondaten an dem Punkt unter Bezugnahme auf die
gewählte
Umwandlungstabelle.
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Die
Tondaten für
jede Farbe, die von dem Halbtonverarbeitungsmittel 11 empfangen
werden, können
von der Art sein, die einem RGB-Farbraum entspricht, oder von der
Art, die einem CMYK-Farbraum entspricht. Da Toner, der für Drucker
oder dergleichen verwendet wird, im Allgemeinen vier Farben, CMYK,
aufweist, wird, wenn die Tondaten, die dem RGB-Farbraum entsprechen,
empfangen werden, zuerst eine Umwandlung von RGB zu CMYK durchgeführt und
dann auf die gewählte
Umwandlungstabelle Bezug genommen. Für eine solche Umwandlung von
RGB zu CMYK können
verschiedene Arten herkömmlicher
Techniken verwendet werden.
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Die
Bildreproduktionsvorrichtung 12 empfängt für jede der Farben die Bildreproduktionsdaten an
jedem Punkt von dem Halbtonverarbeitungsmittel 11, erzeugt
ein Ansteuerungssignal auf der Basis der Entwicklungsflächeninformationen
und der Entwicklungsflächenlokalisierungsinformationen,
die in den Bildreproduktionsdaten enthalten sind, erzeugt einen
Laseransteuerungsimpuls, der in einer Impulsbreitenmodulationsmethode
moduliert ist, auf der Basis des Ansteuerungssignals, steuert eine
Laserdiode entsprechend dem Ansteuerungsimpuls an, und bestrahlt
eine Fotoleitertrommel mit Laserstrahlen. Da das Ansteuerungssignal
Informationen über eine
Bestrahlungsfläche
wie auch Bestrahlungsstellen enthält, werden die Laserstrahlen
angewendet und der Toner wird in einer gewünschten Fläche und an gewünschten
Positionen innerhalb jedes Punktes auf der Basis solcher Informationen
angebracht.
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Die
Prinzipien werden in der Folge beschrieben, wonach ein linienförmiges Halbtonzellenbild
mit einem gewünschten
Rasterwinkel gemäß dieser
Erfindung erhalten werden kann, indem die Entwicklungsflächeninformationen
und die Entwicklungsflächenlokalisierungsinformationen
in den Bildreproduktionsdaten aufgenommen werden.
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Gemäß dieser
Erfindung enthalten die Bildreproduktionsdaten Entwicklungsflächeninformationen,
das heißt,
Informationen über
eine Fläche zum
Anbringen von Toner. Daher ist es aufgrund solcher Informationen
möglich,
eine Impulsbreite eines Impulssignals zum Ansteuern von Lasern zu
steuern. Ferner ist es durch Erstellen der Bildreproduktionsdaten
in derartiger Weise, dass sie die Entwicklungsflächenlokalisierungsinformationen
enthalten, das heißt,
die Informationen über
die Stellen zum Anbringen von Toner, möglich, die Zeitsteuerung des
Impulssignals zum Ansteuern von Lasern auf der Basis solcher Informationen
zu steuern.
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Im
Falle der Entwicklungsmethode zum Fixieren von Toner unter Verwendung
von Laserstrahlen kann die Steuerung der Zeitgebung und Impulsbreite
des Impulssignals zum Ansteuern von Lasern eine Entwicklungsfläche an jeder
beliebigen Position und in jeder beliebigen Fläche innerhalb der relevanten
Fläche,
die einem Punkt entspricht, erzeugen.
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Daher
ist es durch Steuern der Fläche
und Stelle der Entwicklungsfläche
bei jedem Punkt möglich,
Halbtonzellen in Linien zu erzeugen, die aus mehreren Punkten bestehen.
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In
Bezug auf Halbtonzellen, die in der zuvor beschriebenen Weise erzeugt
werden, können
eine Linienrichtung und ein Linienabstand frei bestimmt werden,
indem die Fläche
und Stelle der Entwicklungsfläche
in jedem Punkt geändert
wird. Daher kann ein Rasterwinkel (oder eine Linienrichtung) frei gebildet
werden, unabhängig
von der Anordnung der Punkte.
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[Beispiel 1]
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Beispiel
1 wird in der Folge bezüglich
der Struktur der Umwandlungstabellen beschrieben, die von dem Umwandlungstabellenspeichermittel 10 gespeichert
werden.
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Das
Umwandlungstabellenspeichermittel 10 speichert mindestens
zwei Umwandlungstabellen A und B. Diese zwei Umwandlungstabellen
A und B bestehen aus einer Indexmatrix beziehungsweise Gamma-Tabellen,
so dass Halbtonzellen in Linien gebildet werden und die Rasterwinkel,
die durch die Umwandlungstabellen A und B bestimmt werden, senkrecht zueinander
liegen.
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In
der Folge werden Prinzipien beschrieben, nach welchen die Verwendung
der Umwandlungstabellen zur Bildung von Halbtonzellen in Linien
die Größe von Moirés im Vergleich
zu der Größe der Umwandlungstabellen
selbst im Falle der vier Farben CMYK ausreichend verringern können.
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Wenn
Halbtonzellen in Linien gebildet sind, können zwei überlappende Halbtonzellenbilder,
deren Rasterwinkel senkrecht zueinander liegen, als ein Halbtonzellenbild
betrachtet werden, in dem punktförmige
Halbtonzellen an Schnittpunkten der Linien gebildet werden.
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Das
heißt,
wenn die Umwandlungstabellen A und B für zwei Farben der vier Farben
CMYK verwendet werden, ist es möglich,
in Bezug auf die zwei Farben anzunehmen, dass ein punktförmiges Halbtonzellenbild
nur für
eine Farbe vorhanden ist. Daher ist in Bezug auf die vier Farben
CMYK nur notwendig, die Rasterwinkel im Wesentlichen für drei Farben
einzustellen. Daher ist es möglich,
ein Moiré durch
Einstellen von Winkeldifferenzen zwischen den Rasterwinkeln der
drei Farben bei 30° Intervallen
zu minimieren.
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Zur
Erstellung der Umwandlungstabellen, die ihre Rasterwinkel senkrecht
zueinander bestimmen, können
zum Beispiel Gamma-Tabellen verwendet werden, und ihre Indexmatrizen
können
derart miteinander in Zusammenhang gebracht werden, dass eine von
ihnen um ± 90° zu der anderen
gedreht ist. Zum Beispiel kann die Indexmatrix, die in 2 dargestellt
ist, als Umwandlungstabelle A verwendet werden, und als Umwandlungstabelle
B kann die Indexmatrix, die in 6A dargestellt
ist, verwendet werden, die durch Drehen der Indexmatrix von 2 um
90° in eine
positive Richtung erzeugt wird, oder die Indexmatrix, die in 6B dargestellt
ist, die durch Drehen der Indexmatrix, von 2 um 90° in die negative
Richtung erzeugt wird. Daher ist es möglich, die Rasterwinkel, die
durch die Umwandlungstabellen A und B bestimmt werden, senkrecht
zueinander anzuordnen. Die positive Richtung bedeutet eine Drehung
gegen den Uhrzeigersinn, während
die negative Richtung eine Drehung im Uhrzeigersinn bedeutet.
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Die
Darstellungen in 2 und 6 sind jedoch
nur Beispiele und es können
Umwandlungstabellen mit beliebigem Inhalt verwendet werden, solange
sie derart erstellt sind, dass die Rasterwinkel senkrecht zueinander
liegen und Halbtonzellen in Linien gebildet sind.
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Das
Umwandlungstabellenspeichermittel 10 speichert des Weiteren
mindestens eine Umwandlungstabelle C. In der Umwandlungstabelle
C sind eine Indexmatrix und Gamma-Tabellen derart zusammengestellt, dass
die Winkeldifferenzen zwischen einem Rasterwinkel, der durch die
Umwandlungstabelle C bestimmt wird, und den Rasterwinkeln, die durch
die Umwandlungstabellen A und B bestimmt werden, irrationale Tangentenwinkel
werden.
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In
Bezug auf die Umwandlungstabellen A und C, die die zuvor beschriebene
Anforderung erfüllen,
wird immer einer ihrer Rasterwinkel ein irrationaler Tangentenwinkel.
Der Grund ist, dass infolge des Verhältnisses von tan (θ1 – θ2) = (tanθ1 – tanθ2)/(1 + tanθ1tanθ2) der Wert θ1 – θ2, der ein irrationaler Tangentenwinkel ist,
bedeutet, dass entweder der Zähler (tanθ1–tanθ2) oder der Nenner (1 + tanθ1tanθ2) eine irrationale Zahl ist. Daher ist notwendig,
dass entweder tanθ1 oder tanθ2 eine
irrationale Zahl ist.
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Wenn
daher ein Halbtonzellenbild X, das durch Übereinanderlegen von zwei Halbtonzellenbildern
erhalten wird, die durch Anwenden der Umwandlungstabellen A und
B erzeugt werden, über
ein Halbtonzellenbild Y gelegt wird, das durch Anwenden der Umwandlungstabelle
C erhalten wird, tritt ein solches Problem nicht auf, das auftritt,
wenn Halbtonzellenbilder überlappt
werden, die beide rationale Tangentenwinkel als Rasterwinkel aufweisen,
das heißt, das
Problem, dass Halbtonzellen einander in regelmäßigen Intervallen vollständig überlappen.
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[Beispiel 2]
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Beispiel
2 wird in der Folge bezüglich
der Struktur von Umwandlungstabellen beschrieben, die von dem Umwandlungstabellenspeichermittel 10 gespeichert
werden.
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Das
Umwandlungstabellenspeichermittel 10 speichert des Weiteren
eine Umwandlungstabelle D zusätzlich
zu Umwandlungstabellen A, B und C, die auf dieselbe Weise wie in
Beispiel 1 erstellt sind. In den Umwandlungstabellen C und D sind
deren Indexmatrizen und Gamma-Tabellen so erstellt, dass Halbtonzellen
in Linien gebildet sind und ihre Rasterwinkel senkrecht zueinander
liegen.
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Da
die Umwandlungstabelle C derart erstellt ist, dass Winkeldifferenzen
zwischen einem Rasterwinkel, der durch die Umwandlungstabelle C
bestimmt ist, und Rasterwinkeln, die durch die Umwandlungstabellen
A und B bestimmt werden, irrationale Tangentenwinkel werden, ist
die Umwandlungstabelle D, deren Rasterwinkel senkrecht zu jenem der
Umwandlungstabelle C liegt, auch so erstellt, dass sie irrationale
Tangentenwinkel als Winkeldifferenzen zwischen dem Rasterwinkel,
der durch die Umwandlungstabelle D bestimmt wird, und den Rasterwinkeln,
die durch die Umwandlungstabellen A und B bestimmt werden, aufweist.
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Wenn
die Umwandlungstabellen A, B, C und D für jede der vier Farben CMYK
verwendet werden, kann eine Kombination von A und B beziehungsweise
eine Kombination von C und D jeweils als punktförmiges Halbtonzellenbild einer
Farbe angesehen werden. Daher ist im Falle von Beispiel 2 nur notwendig,
die Rasterwinkel von im Wesentlichen zwei Farben in Bezug auf die
vier Farben CMYK einzustellen.
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Es
folge eine Erklärung
bezüglich
der Standards, nach welchen jeder Rasterwinkel bestimmen sollte.
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Die
Moiré-Größe K kann
durch die in der Folge beschriebene Formel auf der Basis der Winkeldifferenz α zwischen
Rasterwinkel und einem Rasterabstand d bestimmt werden. Bezüglich der
Ableitung der Formel zur Ermittlung der Moiré-Größe finden sich ausführliche
Beschreibungen in "Principles
of Color Reproduction" (geschrieben
von John A.C. Yule, veröffentlicht
von dem Verlag der Printing Society, S. 312–314). K = d/(2in(α/2)) (1)
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Es
kann berechnet werden, welches Vielfache eines Rasterabstandes das
Moiré ist
(in der Folge als "Moiré-Größenverhältnis" bezeichnet), indem d
= 1 bei der obengenannten Formel angewendet wird. 7 zeigt
ein Entsprechungsverhältnis
zwischen den Winkeldifferenzen von Rasterwinkeln und der Moiré-Größe.
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Eine
Richtung, in die ein Moiré ausgerichtet ist
(in der Folge als "Moiré-Richtung" bezeichnet), kann
durch die Formel (p + q)/2÷90° erhalten
werden, wobei p und q jeweils Rasterwinkel sind.
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Es
ist bekannt, dass in Bezug auf die menschlichen Seheigenschaften
das Erfassungsvermögen
in vertikale und horizontale Richtungen höher und empfindlicher ist als
in schräge
Richtungen. Daher ist es möglich,
Moiré-Effekte
zu minimieren, indem die Rasterwinkel so gebildet werden, dass die Moiré-Richtung
in einer schrägen
Richtung in Bezug auf ein Moiré mit
einem hohen Moiré-Größenverhältnis eingestellt
wird.
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Wie
aus 7 erkennbar ist, steigt das Moiré-Größenverhältnis, wenn
die Winkeldifferenz gering ist. Folglich wird ein Rasterwinkel,
der durch eine der Umwandlungstabellen A und B bestimmt wird, der
eine geringere Winkeldifferenz mit dem Rasterwinkel hat, der durch
die Umwandlungstabelle C bestimmt wird, wie folgt eingestellt:
Unter
der Annahme, dass eine Winkeldifferenz zwischen dem Rasterwinkel
der Umwandlungstabelle A und dem Rasterwinkel der Umwandlungstabelle
C kleiner als jene zwischen dem Rasterwinkel der Umwandlungstabelle
B und dem Rasterwinkel der Umwandlungstabelle C ist, ist es nur
notwendig, die Umwandlungstabellen A und C derart zu erstellen,
dass eine Summe ihrer Rasterwinkel etwa 90° oder –90° wird, so dass die Moiré-Richtung
eines Moirés,
das durch die Umwandlungstabellen A und C erzeugt wird, eine schräge Richtung
wird (etwa 45° Richtung oder
135° Richtung).
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Genauer
gesagt, wenn die Winkeldifferenz zwischen den Rasterwinkeln von
A und C β ist,
sind die Indexmatrix und Gamma-Tabellen jeder Umwandlungstabelle
so erstellt, dass der Rasterwinkel von A bei (±90° – β)/2 eingestellt ist und der
Rasterwinkel von C bei (±90° + β)/2.
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Ein
Moiré,
das sekundär
aufgrund einer Interferenz zwischen dem Moiré und den Originalhalbtonzellenbildern
erzeugt wird, wird als sekundäres Moiré bezeichnet.
Das sekundäre
Moiré im
Falle einer Überlappung
von Halbtonzellenbildern von zwei Farben wird unterbunden, wenn
eine Winkeldifferenz zwischen ihren Rasterwinkeln im Bereich von
30° bis 40° liegt. Daher
sind die Umwandlungstabellen so erstellt, dass der obengenannte
Wert β bei
einem irrationalen Tangentenwinkel im Bereich von 30° bis 40° eingestellt
ist, um das primäre
Moiré und
das sekundäre
Moiré zu
unterbinden.
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Bei
den zuvor beschriebenen Standards können zum Beispiel in Bezug
auf die Umwandlungstabellen A, B, C und D ihre Rasterwinkel bei
27°, 117°, 60° beziehungsweise
150° eingestellt
werden. In diesem Fall ist eine Winkeldifferenz zwischen den Rasterwinkeln
von A und C 33°,
also ein irrationaler Tangentenwinkel im Bereich von 30° bis 40°. Ferner ist
eine Summe der Rasterwinkel von A und C 87°, also etwa 90°.
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8A zeigt
Moiré-Größenverhältnisse, Moiré-Richtungen
und Moiré-Größenverhältnisse
eines sekundären
Moirés
in diesem Fall. Bei Betrachtung einer Kombination von A (27°) und C (60°), wo das
Moiré-Größenverhältnis am
höchsten
ist, ist erkennbar, dass die Moiré-Richtung 133,5° ist, also eine
schräge
Richtung.
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Zum
Vergleich zeigt 8B Moiré-Größenverhältnisse, Moiré-Richtungen
und Moiré-Größenverhältnisse
eines sekundären
Moirés,
wo in Bezug auf die Umwandlungstabellen A, B, C und D deren Rasterwinkel
bei 18°,
108°, 72° beziehungsweise 162° eingestellt
sind. In diesem Fall ist eine Summe der Rasterwinkel von A und C
90°, aber
eine Winkeldifferenz zwischen den Rasterwinkeln ist 54°, was die Anforderung
nicht erfüllt,
dass die Winkeldifferenz ein irrationaler Tangentenwinkel im Bereich
von 30° bis 40° sein sollte.
Folglich ist erkennbar, dass in Bezug auf eine Kombination aus B
(106°) und
C (72°),
wo das Moiré-Größenverhältnis am
höchsten
ist, die Moiré-Richtung
0° ist,
das heißt,
eine horizontale Richtung, in der das menschliche Erfassungsvermögen hoch
ist.
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Indem
die relevanten Umwandlungstabellen, wie zuvor beschrieben, so erstellt
werden, dass die Anforderungen dieser Erfindung erfüllt sind,
ist es möglich,
die Moiré-Richtung in einer
schrägen
Richtung in Bezug auf ein Moiré mit
einem höchsten
Moiré-Größenverhältnis einzustellen,
wodurch die Moiré-Effekte
verringert werden.
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Ausführungsform 2
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In
der Folge wird Ausführungsform
2 in Bezug auf 9 beschrieben. Ein Druckersystem 2 gemäß Ausführungsform
2 dieser Erfindung enthält eine
Steuerung 3 und ein Druckwerk 4.
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Die
Steuerung 3 besteht aus einem Umwandlungstabellenspeichermittel 10,
einem Halbtonverarbeitungsmittel 11 und einem Impulsbreitenmodulationsmittel 20.
Die Steuerung 3 kann entweder eine Vorrichtung sein, die
für das
Druckersystem spezialisiert ist, oder kann durch Aktivieren von
Software, auf der der Betrieb jedes Mittels spezifiziert ist, an
einer Allzweckinformationsverarbeitungseinheit ausgeführt werden.
Die Struktur und der Betrieb des Umwandlungstabellenspeichermittels 10 und
des Halbtonverarbeitungsmittels 11 sind gleich jenen in Ausführungsform
1 und daher wird deren Beschreibung unterlassen.
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Das
Impulsbreitenmodulationsmittel 20 empfängt für jede Farbe Bildreproduktionsdaten
an jedem Punkt von dem Halbtonverarbeitungsmittel 11 und
erzeugt ein Ansteuerungssignal entsprechend den Entwicklungsflächeninformationen
und den Entwicklungsflächenlokalisierungsinformationen
auf der Basis der Bildreproduktionsdaten und gibt dieses aus.
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Das
Druckwerk 4 empfängt
das Ansteuerungssignal von dem Impulsbreitenmodulationsmittel 20,
erzeugt einen Laseransteuerungsimpuls, der durch eine Impulsbreitenmodulationsmethode
moduliert ist, auf der Basis des Ansteuerungssignals, steuert eine
Laserdiode entsprechend dem Ansteuerungsimpuls an und bestrahlt
eine Fotoleitertrommel mit Laserstrahlen.
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Das
Impulsbreitenmodulationsmittel 20 und das Druckwerk 4 gemäß Ausführungsform
2 entsprechen der Bildreproduktionsvorrichtung 12 gemäß Ausführungsform
1.
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Ausführungsform 3
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In
der Folge wird Ausführungsform
3 dieser Erfindung beschrieben. Ausführungsform 3 umfasst ein Aufzeichnungsmedium
mit einem darauf aufgezeichneten Bildverarbeitungsprogramm. Dieses
Aufzeichnungsmedium kann eine CD-ROM, eine Magnetscheibe, ein Halbleiterspeicher
oder jede andere Art von Aufzeichnungsmedium sein, einschließlich des
Falls, dass das Bildverarbeitungsprogramm durch Netzwerke vertrieben
wird.
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Das
Bildverarbeitungsprogramm wird aus dem Aufzeichnungsmedium in einen
Datenprozessor ausgelesen und steuert den Betrieb des Datenprozessors.
Der Datenprozessor speichert, gesteuert von dem Bildverarbeitungsprogramm,
als Umwandlungstabellen zum Bestimmen eines Entsprechungsverhältnisses
zwischen Bildreproduktionsdaten, einschließlich Entwicklungsflächeninformationen,
und Tondaten: mindestens zwei Umwandlungstabellen A und B, in welchen
das Entsprechungsverhältnis
derart bestimmt ist, dass Halbtonzellen in Linien gebildet sind
und ihre Rasterwinkel senkrecht zueinander liegen; und mindestens
eine Umwandlungstabelle C, in welcher das Entsprechungsverhältnis derart
bestimmt ist, dass Winkeldifferenzen zwischen einem Rasterwinkel,
der durch die Umwandlungstabelle C bestimmt ist, und den Rasterwinkeln,
die durch die zwei Umwandlungstabellen A und B bestimmt sind, irrationale
Tangentenwinkel werden.
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Mit
anderen Worten, unter der Steuerung des Bildverarbeitungsprogramms
führt der
Datenprozessor dieselbe Verarbeitung wie das Umwandlungstabellenspeichermittel 10 aus,
das in 1 dargestellt ist.
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Ferner
speichert der Datenprozessor unter der Steuerung des Bildverarbeitungsprogramms
als Umwandlungstabellen zum Bestimmen eines Entsprechungsverhältnisses
zwischen Bildreproduktionsdaten, einschließlich Entwicklungsflächeninformationen,
und Tondaten: mindestens zwei Umwandlungstabellen A und B, in welchen
das Entsprechungsverhältnis
derart bestimmt ist, dass Halbtonzellen in Linien gebildet sind
und Rasterwinkel senkrecht zueinander liegen; und mindestens eine
Umwandlungstabelle C, in welcher das Entsprechungsverhältnis derart
bestimmt ist, dass Winkeldifferenzen zwischen einem Rasterwinkel,
der durch die Umwandlungstabelle C bestimmt ist, und den Rasterwinkeln,
die durch die zwei Umwandlungstabellen A und B bestimmt sind, irrationale
Tangentenwinkel werden. Dann ermittelt der Datenprozessor für jede von mehreren
Farben die Bildreproduktionsdaten an jedem Punkt aus den Tondaten
an jedem Punkt unter Bezugnahme auf eine der Umwandlungstabellen.
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Mit
anderen Worten, unter der Steuerung des Bildverarbeitungsprogramms
führt der
Datenprozessor dieselbe Verarbeitung wie das Umwandlungstabellenspeichermittel 10 und
das Halbtonverarbeitungsmittel 11 aus, die in 1 dargestellt
sind.
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(Andere Variationen)
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt und
kann in verschiedenen Variationen angewendet werden. Zum Beispiel
kann das jeweilige Mittel, das in der Steuerung enthalten ist, als
separate Vorrichtung strukturiert sein. Zum Beispiel können das
Umwandlungstabellenspeichermittel 10 und das Halbtonverarbeitungsmittel 11 durch
ein Steuerprogramm ausgeführt
werden, das in einem Host-Rechner installiert ist, und das Impulsbreitenmodulationsmittel 20 kann
durch ein Steuerprogramm ausgeführt
werden, das in einer Druckervorrichtung installiert ist.
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Diese
Erfindung umfasst zwei Umwandlungstabellen A und B, die derart zusammengestellt
sind, dass Halbtonzellen in Linien gebildet sind und ihre Rasterwinkel
senkrecht zueinander liegen, und eine Umwandlungstabelle C, die derart
zusammengestellt ist, dass Winkeldifferenzen zwischen einem Rasterwinkel,
der durch die Umwandlungstabelle C bestimmt wird, und den Rasterwinkeln,
die durch die Umwandlungstabellen A und B bestimmt werden, irrationale
Tangentenwinkel werden, wodurch es möglich wird, die Größe eines
Moirés
ausreichend zu verringern, wenn die vier Farben CMYK verwendet werden.
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Ferner
enthalten gemäß dieser
Erfindung die Umwandlungstabellen die Entwicklungsflächeninformationen
in den Bildreproduktionsdaten, wodurch es möglich wird, die Rasterwinkel
und die Winkeldifferenzen bei irrationalen Tangentenwinkeln einzustellen.
Dadurch ist es möglich,
ein vollständiges Überlappen
der Halbtonzellen der vier Farben CMYK in regelmäßigen Abständen zu verhindern.